JPH01241692A - 半導体回路を有する記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体回路を有する記憶装置に関し、詳し
くは、太陽電池を用い、負荷に流れる電流量に応じて電
力供給ができるようなＩＣカードの電力供給方式の改良
に関する。

［従来の技術］ この種の従来のＩＣカードとしては、例えば、特開昭８
１−６８６８４号公報に示されるように、太陽電池、メ
モリ素子で構成される記憶部、マイクロプロセッサ等に
よる信号処理部、そして受光素Ｔ１発光素子等が絶縁基
材で作られたカード内に内蔵され、受光素子及び太陽電
池の前面に液晶シャッタが配置されている。

このようなＩＣカードは、ＩＣカード読取り装置（以下
ＩＣカードリーダΦライタ）に挿入されたときに液晶シ
ャッタが開いてＩＣカードリーダφライタ側の光源より
光を受けて所定の電圧の電力をＩＣカード内の各回路へ
供給するようになっている。そして、電力供給を受けた
ＩＣカードは、ＩＣカードリーダ・ライタとそれぞれの
インタフェースを介してデータの授受を行う。そして、
所定のデータの授受が終了すると、前記の液晶シャッタ
が閉じられる。

なお、この液晶シャッタは、ＩＣカードリーダ・ライタ
以外の光によってＩＣカードが誤動作することを防ｌ卜
するために装着されているものであって通常は閉じてい
る。

ところで、このようなＩＣカードにあっては、例えば、
リーダ・ライタ等から供給される電力を光エネルギーの
形で太陽電池で受けて、それを整流回路　＜１ｊ、滑回
路で受けて、所定の直流電圧の電力を得る。

［解決しようとする課題］ しかし、リーダ・ライタとＩＣカードとの間の距離とか
、受光量の変動又はＩＣカードの消費電流の変化により
各回路に対する供給電力に電圧変動が発生する。このよ
うなことを回避するために平滑回路の直流電圧をレギュ
レータ回路とか、ツェナダイオード等で降圧して、ある
程度安定化した一定電圧の出力とすることはできるが、
ＩＣカードが装着されるＩＣカードリーダ・ライタ側の
光源の光の強弱によりＩＣカード側への供給電力が低下
したり、或いは供給電力が必要以上に大きくなったりし
たときには、ＩＣカードの電源回路の負荷変動に応じた
適切な電力供給されない欠点がある。さらに、ＩＣカー
ドが取扱われる過程でカード表面に汚れが付着したとき
とか、前記の液晶シャッタが誤動作したときも同様なこ
とが生じ、ＩＣカードが誤動作する危険性がある。

この発明は、このような従来術の問題点を解決するもの
であって、外部装置から電力を供給を受けるＩＣカード
等の半導体回路を汀する記憶装置に対して、半導体回路
の消費電力が変動しても電源回路からその変動に応じた
電力供給ができ、その誤動作を抑止することができる信
頼性の高い、半導体回路を有する記憶ＳＡ置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するための第１の発明の半導体回
路を有する記憶装置の構成は、半導体回路を有し、外部
装置に非接触状態で光結合され、この外部装置から光エ
ネルギーにより電力供給を受けてこの外部装置との間で
信号の授受を行う半導体回路を有する記憶装置において
、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と
、この太陽電池からの電気エネルギーを直流電圧の電力
として得て半導体回路に所定の電圧の電力を供給する電
源回路と、太陽電池の手前で光エネルギーを受けて太陽
電池に照射される光エネルギーの頃を調節する調光手段
とを備えていて、調光手段を前記゛１へ導体回路の消費
電力に応じて制御するものである。

また、第２の発明の半導体回路を有する記憶装置記録の
構成は、半導体回路を有し、外部装置に非接触状態で光
結合され、この外部装置から光エネルギーにより電力供
給を受けてこの外部装置との間で信号の授受を行う半導
体回路を有する記憶装置記録において、光エネルギーを
電気エネルギーに変換する太陽電池と、この太陽電池か
らの電気エネルギーを直流電圧の電力として得て半導体
回路に所定の電圧の電力を供給する電源回路と、太陽電
池の手前で光エネルギーを受けて太陽電池に照射される
光エネルギーの眼を調節する調光り段と、この電源回路
の電圧に応じて調光手段を制御し、電源回路の出力電圧
がほぼ一定になるようにするものである。

［作用］ このように、透過する光量を調節できる調光フィルタ等
の調光手段を太陽電池の手前に配置し、その受光而を覆
うようにして、ＩＣカード等の記録媒体に内蔵された半
導体回路の動作に必要とされるそのときどきの電力に応
じ、調光手段を制御し、一定電圧の電力を供給するよう
にすれば、記録装置内部の各回路に供給される電力の電
圧をほぼ一定とした安定した状態で供給することができ
る。

さらに、電源回路の電圧を検出してその検出信号に応じ
て調光フィルタを制御するようにすれば、簡単な構成で
カード表面の汚れやリーダ・ライタの光源の光の強弱が
あっても半導体回路に不適当な電力が供給されず、半導
体回路が誤動作ような危険性を減少させることができる
。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は、この発明によるＩＣカードの一実施例の斜視
図、第２図は、そのＩＣカードリーダ・ライタに装着さ
れた状態におけるＩＣカードとＩＣカードリーダ・ライ
タとの関係を示す断面図、第３図は、ＩＣカードの内部
構成を示す回路のブロック図、第４図は、そのＩＣカー
ドリーダ・ライタとの関係を示す他の実施例の回路のブ
ロック図、第５図（ａ）及び（ｂ）は、その調光フィル
タの平面図及び断面図である。

第１図において、１４は、ＩＣカードであって、その絶
縁性のカード基材１の表面には、受光透過孔６と発光透
過孔７が穿設されていて、絶縁性のカード基材１の内側
には、直列に複数のセルが接続された太陽電池３と、前
記の受光透過孔６の底部に配置された受光素子４、そし
て、発光透過孔７の底部に配置された発光素子１０（第
２図では、受光素子４に対して図面裏゛側に配置されて
いるために図示されてはいない。第３図、第４図参照）
とが内蔵され、さらに、ＩＣ８と、ＩＣ８に隣接して配
置される調光フィルタ駆動・電源回路９等を含めたその
他のＩＣ回路（第２図では、ＩＣ８に隣接して図面裏側
に配置されているために図示されてはいない。第３図、
第４図参照）、そしてこれらが搭載された基板２とを内
蔵している。

このＩＣカード１４は、ＩＣカードリーダ・ライタ１５
に装着されたときには受光素子４の受光而がＩＣカード
リーダ・ライタ１５側に設けられている発光素子１２と
対峙するようになっている。

同様に、第２図では現れていないが、発光透過孔７に対
応した位置のＩＣカードリーダ・ライタ１５側にある受
光素子１３（発光素子１２に対して図面裏側に配置され
ているために第２図では図示されていない。第３図参照
）がＩＣカード１４の発光素子１０と対峙する。したが
って、ＩＣＣカードリーダシライタ１５ＩＣカード１４
が装着された状態では、各発光素子と受光素子が対峙し
てこれらがホトカップラーとなる。

また、第２図に示すように、受光透過孔６の表面側には
この孔を塞ぐ透明な透光性カバー６ａが設けられている
。同様に第２図では図示されていないが、発光透過孔７
の表面側にもこの孔を塞ぐ透明な透光性カバー７ａ（第
１図参照）が設けられている。

第１図に見るように、カード基材１の表面には、これら
透光性カバー６ａ、７ａのほかに、調光フィルタ５がそ
の表面に埋設されていて、第２図に見るように、その下
側に一定の間隙をおいてその受光面を調光フィルタ５側
に向けて置かれた太陽電池３が配置されている。そして
、ＩＣカード１４がＩＣカードリーダΦライタ１５に装
着されているときに太陽電池３がＩＣカードリーダΦラ
イタ１５側の光源１１からの光を調光フィルタ５を介し
て受ける。

調光フィルタ５は、液晶等により構成されるフィルタで
あって、その電極に加えれる電圧に応じて光透過面が変
化する、いわゆる光透過率可変のシャッタである。

基板２は、その表面に、エツチング等によりプリント配
線が施されていて、太陽電池３．受光素子４９発光素子
１０．ＩＣ８等の各素子を電気的に接続し、第３図又は
第４図に示すような関係の回路を形成している。

調光フィルタ５は、その透過率が制御されていない吠態
でもＩＣ８及びその他の内蔵回路の動作に必要なある程
度の電力が得られるようになっていて、第５図に示すよ
うに、その一部に透明な領域が設けられている。

したがって、調光フィルタ５が閉じた杖態でも、ＩＣカ
ードリーダ・ライタ１５の光源１１からの光の照射によ
り、太陽電池３が必要最小限の電力を各回路に供給でき
るようになっている。この調光フィルタ５は、第５図（
ａ）、（ｂ）に示すように常時透明となっている透明領
域５ｂと透過率が制御信号（例えば印加電圧）に応じて
変化する可変透過率領域５ａとで構成されている。

そして、前記可変透過率領域５ａは、例えば、ある透過
率の透光性部材と透明な部材とを厚さを変えて張り合わ
せて形成され、その表面（又は裏面でも可）に液晶電極
が配置されていて、その電極に加えられる制御信号に応
じて外部からの透過率が変化するようになっている。な
お、この調光フィルタ５は、電極をストライプ状として
、各ストライブに選択的に電圧を加えるととて透過領域
を１１変にするようなものであってもよい。

ここで、調光フィルタ５の可変透過率領域５ａの制御は
、第３図に示す調光フィルタ駆動回路９２により行う。

第３図においては、ＩＣ８以外のその他の回路が、安定
化電源回路９１．調光フィルタ駆動回路９２、そして受
光素子４からの信号を増幅してＩＣ８へ入力する増幅回
路９３とで構成されていて、安定化電源回路９１はＩＣ
８等の内部回路に一定の電圧の電力を供給する。この安
定化電源回路９１は、内部にツェナダイオード等のレギ
ュレータ回路が設けられ、さらにこのレギュレータ回路
からＩＣ８、増幅回路９３等の内部回路に供給される電
圧を検出する電圧検出回路９１ａを有している。なお、
この安定化電源回路９１には、必要に応じてさらに、太
陽電池３からの電力を一旦受けるニッケルカドミウム等
のペーパ電池のような充電電池が内蔵されていてもよい
。

ここで、電源電圧検出回路９１ａの検出信号は、調光フ
ィルタ駆動回路９２に加えられて、この検出信号に応じ
て調光フィルタ駆動回路９２が前記調光フィルタ５の光
透過率を調節して、レギュレータ回路からＩＣ８，増幅
回路９３等の内部回路に供給される電圧を負荷が変化し
ても一定になるように制御する。

その動作を説明すると、光源１１からの光が調光フィル
タ５を通して太陽電池３に照射られると、太陽電池３に
光起電力が生じて、この起電力が安定化電源回路９１に
加えられる。安定化電源回路９１は、受けた電力を一定
電圧の電力として、ＩＣ８，増幅回路９３．調光フィル
タ駆動回路９２に加える。

次に、ＩＣカードリーダ・ライタ１５の発光素子１２か
ら信号が送出され、送出された信号は、受光素子４．増
幅回路９３を介してＩＣ８へと伝えられる。その結果、
ＩＣ８において、あらかじめ設定されている処理プログ
ラムが起動され、これに従って所定の処理が実行される
。そしてここで実行された結果得られたデータは、発光
素子１０を介してＩＣカードリーダ・ライタ１５側の受
光素子１３に伝達される。このとき、Ｉｃ８の負荷に応
じて／ｎ費電流が変化するが、その変化がレギュレーシ
ョン範囲を越えると、安定化電源回路９１のレギュレー
タ回路の電圧が変化して、例えば、消費電流が大きくな
ることによりその電圧が低下して、その変化、例えば、
電圧の低下を電圧検出回路９１ａが検出する。電圧検出
回路９１ａは、その検出に対応する制御信号を調光フィ
ルタ駆動回路９２に送出する。調光フィルタ駆動回路９
２は、これに応じて調光フィルタ５に所定の電圧又は制
御信号を加え、調光フィルタ５の光透過率が増加するよ
うに制御する。

光透過率が増加すると太陽電池３の起電力が増加して、
安定化電源回路９１に電圧低下量に対応した大きな電力
が供給され、レギュレータ回路の電圧が元のレギュレー
ション範囲の一定電圧値に戻る。また、この電圧がレギ
ュレーション範囲を越えて一１ユＨした場合には、逆の
動作をして、調光フィルタ５の光透過率が減少して、太
陽電油３の起電力が小さくなり、レギュレータ回路の電
圧が元の一定電圧値に戻る。

第４図は、ある程度の負荷の変化を電圧安定化回路のレ
ギュレータ回路で受は持たせ、大きな負荷の変動に対し
てＩＣカードリーダ・ライタ１５からの指令に応じて制
御する他の例である。

すなわち、ＩＣカード１４は、発光素子１０及び受光素
子４がマイクロプロセッサとメモリ等からなるデータ処
理部（ＩＣ８、以下データ処理部で説明））８と結合さ
れていて、調光フィルタ駆動Φ電源回路９（前記の安定
化電源回路９１と調光フィルタ駆動回路９とを含めたも
のとして、ただし、電圧検出回路９１ａはこの場合には
不要となる。）が太陽電池３から得られる電力を受けて
その電圧を安定化して前記データ処理部８に電力を供給
する。そして、調光フィルタ５の調光量もこれにより制
御するものである。

次にその動作を説明すると、ＩＣカード１４がＩＣカー
ドリーダ・ライタ１５に装着されると、光源１１から調
光フィルタ５に向けて光が照射され、調光フィルタ５を
透過した光により太陽電池３がデータ処理部８へ必要最
小限の電力を供給する。そこで、調光フィルタ駆動・電
源回路９がこの供給された電力に応じて所定の電圧の電
力をデータ処理部８に供給する。

次に、ＩＣカードリーダ・ライタ１５の発光素子１２か
ら情報通信開始信号が発せられ、透明な透光性カバー８
．受光素子４を通してその信号がデータ処理部８に伝え
られ、データ処理部８が次の動作に必要な電力の情報を
、調光フィルタ駆動φ電源回路９に伝える。

調光フィルタ駆動・電源回路９は、その情報を基に調光
フィルタ５を動作させて、調光フィルタ５を通して調光
量に応じた光を太陽電池３が受ける。その結果、太陽電
池３から調光フィルタ駆動・電源回路９を介して安定化
されたそのとき必要な電力がデータ処理部８に供給され
る。

この後の適当なタイミングでＩＣカードリーダ・ライタ
１５の発光素子１２から情報信号が発せられ、透光性カ
バー６、受光素子４を通してその情報信号がデータ処理
部８に伝えられる。データ処理部８は、その情報信号を
基に予め設定しであるプログラムに従い処理を行う。こ
の時データ処理部８の負荷に応じてデータ処理部８が必
要とする電力が変化するが、その電力の情報がそのそれ
ぞれの処理の前にあらかじめデータ処理部８から調光フ
ィルタ駆動−電源回路９に順次伝えられ、調光フィルタ
駆動・電源回路９はその情報を基に調光フィルタ５を順
次動作させる。その結果、調光フィルタ５を通して光を
受ける太陽電池３から調光フィルタ駆動Φ電源回路９に
消費に対応する電力が供給されて、それに応じた電力が
データ処理部８に供給される。したがって、供給される
電力が、適宜データ処理部８が２堡とする電力の一定電
圧に制御されることになる。

データ処理部８において所定の処理が終了すると、処理
結果の情報信号がデータ処理部８から発光素子１０を介
して透明な発光孔カバー７を通し、ＩＣカードリーダ・
ライタ１５の受光素子１３に伝えられる。ＩＣカード１
４とＩＣカードリーダ・ライタ１５との情報通信が終了
するとデータ処理部８は電力を必要としなくなるので、
前記と同様な制御の下に調光フィルタ５は閉じられる。

このように調光フィルタ５が閉じられている場合でも、
太陽電油３にはわずかではあるが、光が照射され、ＩＣ
カードリーダ・ライタ１５から情報を受信するだけの最
低限の光量が調光フィルタ５を通して受光されている。

そこで、調光フィルタ５が閉じられた状態であっても、
ＩＣカードリーダ・ライタ１５の光源１１から光を受け
ている状態では再びＩＣカードリーダ・ライタ１５の発
光素子１２からの情報通信開始信号を受光素子４が受け
ることができ、そのときには、その信号がデータ処理部
８に伝えられ、データ処理部８が次の動作に必要な電力
の情報を調光フィルタ駆動・電源回路９に伝えて、前記
と同様に調光フィルタ駆動舎電源回路９が調光フィルタ
５を制御することができる。

なお、ＩＣカード１４とＩＣカードリーダ・うイタ１５
との情報通信が完全に終了したときには、ＩＣカードリ
ーダ・ライタ１５の光源は消灯し、ＩＣカード１４はＩ
Ｃカードリーダーライタ１５から返却される。

このような制御方式では、ＩＣカードリーダ・ライタ１
５から電圧制御の情報をＩＣカード１４側に伝送するこ
とになるが、ＩＣカードリーダ・ライタ１５側に調光フ
ィルタ５を制御するデータを処理内容に対応して記憶し
ておけば、調光フィルタ５を制御するような情報をＩＣ
カードリーダ・ライタ１５から受けなくても記憶された
情報を読出すことで同様な制御も可能である。

なお、以上の２つの実施例では、不使用時には調光フィ
ルタの光の透過量が少なくなっているので外乱光による
誤動作が起こる可能性が少ない。

以上説明してきたが、第３図の実施例は、単に電源電圧
が一定になるように電源電圧安定化回路又は電源回路の
出力電圧を検出して、この検出信号により調光フィルタ
を制御すればよく、この場合に、レギュレータ回路は必
ずしも設ける必要はない。

実施例では、受光素子、発光素子、太陽電池を同−而に
設けたが同−而になくともよい。また、調光フィルタを
動作させるための電源をＩＣカードとＩＣカードリーダ
・ライタとの情報通信のための電源と共通にしたが別々
に設けてもよい。

調光フィルタは、不使用特に完全に閉じた状態にしてお
き、調光フィルタの一部又は全部を開けるための電力を
得る回路を特別に設け、不使用時にはＩＣに全く電力が
供給されないように構成してもよい。

実施例の調光フィルタは、一部に透明な部分を設けてい
るが、調光フィルタが閉じられた状態においである程度
の光を透過させるものであってもよい。したがって、透
明部分を一部に設ける必要はない。

実施例では、ＩＣカードを中心として説明しているが、
この発明は、ＩＣカードに限定されるものではなく、半
導体回路を内蔵した記憶装置一般に適用できることはも
ちろんである。また、外部装置とのデータ交換は、光結
合による方式のものに限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明では、透過する光はを調節で
きる調光フィルタ等の調光手段を太陽電池の手前に配置
し、その受光面を覆うようにして、ＩＣカード等の記録
媒体に内蔵された半導体回路の動作に必要とされるその
ときどきの電力に応じ、調光手段を制御し、一定電圧の
電力を供給するようにすれば、記録装置内部の各回路に
供給される電力の電圧をほぼ一定とした安定した状態で
供給することができる。

さらに、電源回路の電圧を検出してその検出信号に応じ
て調光フィルタを制御するようにすれば、簡単な構成で
カード表面の汚れやり−ダ・ライタの光源の光の強弱が
あっても半導体回路に不適当な電力が供給されず、半導
体回路が誤動作ような危険性を減少させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるＩＣカードの一実施例の斜視
図、第２図は、そのＩＣカードリーダ・ライタに装着さ
れた杖聾におけるＩＣカードとＩＣカードリーダ・ライ
タとの関係を示す断面図、第３図は、ＩＣカードの内部
構成を示す回路のブロック図、第４図は、そのＩＣカー
ドリーダ・ライタとの関係を示す他の実施例９回路のブ
ロック図、第５図（ａ）及び（ｂ）は、その調光フィル
タの平面図及び断面図である。 ｌ・・・カード基材、２・・・基板、３・・・太陽電池
、４・・・受光素子、５・・・調光フィルタ、８・・・
ＩＣ。 ９・・・調光フィルタ駆動・電源回路、１０・・・発光
素子、１１・・・光源、１２・・・発光素子、１３・・
・受光素子、１４・・・ＩＣカード、１５・・・ＩＣＣ
カードリーダシライタ９１・・・安定化電源回路、９１
ａ”・電圧検出回路、９２・・・調光フィルタ駆動回路
、９３・・・増幅回路。 特許出願人　日立マクセル株式会社 代理人　　　弁理士　梶　山　拮　是

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体回路を有し、外部装置に非接触状態で光結
   合され、この外部装置から光エネルギーにより電力供給
   を受けてこの外部装置との間で信号の授受を行う半導体
   回路を有する記憶装置において、前記光エネルギーを電
   気エネルギーに変換する太陽電池と、この太陽電池から
   の電気エネルギーを直流電圧の電力として得て前記半導
   体回路に所定の電圧の電力を供給する電源回路と、前記
   太陽電池の手前で前記光エネルギーを受けて前記太陽電
   池に照射される光エネルギーの量を調節する調光手段と
   を備え、前記調光手段を前記半導体回路の消費電力に応
   じて制御するとを特徴とする半導体回路を有する記憶装
   置。
2. （２）半導体回路を有し、外部装置に非接触状態で光結
   合され、この外部装置から光エネルギーにより電力供給
   を受けてこの外部装置との間で信号の授受を行う半導体
   回路を有する記憶装置において、前記光エネルギーを電
   気エネルギーに変換する太陽電池と、この太陽電池から
   の電気エネルギーを直流電圧の電力として得て前記半導
   体回路に所定の電圧の電力を供給する電源回路と、前記
   太陽電池の手前で前記光エネルギーを受けて前記太陽電
   池に照射される光エネルギーの量を調節する調光手段と
   を備え、前記電源回路の電圧に応じて前記調光手段を制
   御し、前記電源回路の出力電圧がほぼ一定になるように
   する制御回路とを備える半導体回路を有する記憶装置。
3. （３）記録装置はＩＣカードであり、調光手段は、調光
   フィルタであることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の半導体回路を有する記憶装置。